17.2 电流做功的快慢(举一反三·讲义)物理新教材沪科版九年级全一册
2026-08-20
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摘要:
本初中物理讲义聚焦“电流做功的快慢”核心知识点,系统梳理电功率的概念、单位、公式,额定功率与实际功率的关系,以及用电能表、伏安法测量电功率和多挡位电路分析,构建从基础概念到实际应用的学习支架。
资料以“家中用电器瓦数”情景导入,结合生活实例培养物理观念,通过伏安法等实验设计提升科学探究能力,例题与变式题强化科学推理。课中辅助教师授课,课后作业帮助学生查漏补缺,巩固知识。
内容正文:
17.2 电流做功的快慢
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(5个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
家中选购灯泡时,会考虑需要多少瓦的灯泡。家里的用电器,都会标有“瓦数”。这里“瓦”的含义是什么呢?
本节我们将学习与电功率相关的内容。
知识归纳
【知识点1 电功率概念、单位和公式】
1.定义:
电流做的功与通电时间之 。
2.物理意义:
表示电流做功 。
3.单位:
(1)国际单位:瓦特(W),简称“ ”。
(2)常用单位:兆瓦(MW)、千瓦(kW)。
(3)换算: 1Mw= KW 1 KW= W
4.公式:
(1)基本公式: ① P= ② P= (适用于所有电路)
(2)推导公式:(适用于纯电阻电路)
③ 常用在串联电路;
④ 常用在并联电路;
5.了解常见用电器的大约功率:
【例1】(25-26九年级上·北京海淀区·期末)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
B. 电流通过用电器做功的时间越长,电功率越小
C. 用电器的电功率越大,电流通过用电器做功越多
D. 电流通过用电器做功的过程就是电能转化为内能的过程
【变式1-1】(2026 四川成都中考)对以下物理量的估测,最接近实际的是( )
A.电话手表的充电电压约为5 V
B.家用电饭锅处于煮饭状态时工作电流约为0.1 A
C.移动式节能台灯正常工作时电功率约为100 W
D.家用空调正常工作一个小时消耗的电能约为10 kWh
【变式1-2】在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,求:
(1)通电1min,电流通过R1做的功;
(2)电路消耗的电功率。
【变式1-3】(25-26•九年级下·山东济宁•期末)有两个电阻R1=10Ω,R2=20Ω。
(1)第一次把它们串联在电压为6V的电源上,求电流分别通过R1、R2的功率。
(2)第二次把它们并联在电压为6V的电源上,求电流分别通过R1、R2的功率。
【知识点2 额定功率和实际功率】
1.额定电压和额定功率:
(1)额定电压:用电器 时的电压,常用U额表示。
(2)额定功率:用电器在 下的功率,常用P额表示。
2.实际电压和实际功率:
(1)实际电压:用电器实际工作时的电压,常用U实表示。
(2)实际功率:用电器在实际电压下的功率,常用P实表示。
3.灯泡实际功率和额定功率的关系:
(1)当U实 =U额时,P实=P额 正常工作。
(2)当U实<U额 时,P实<P额 发光较暗。
(3)当U实> U额 时,P实>P 额 发光很亮(会烧坏)。
4.已知“额定电压和额定功率”可以求出什么?
例如 一个“PZ220-100”的灯泡正常发光,则可以求出:
(1)灯泡两端实际电压为:220V。
(2)灯泡的实际功率为:100W。
(3)额定电流:I=P/U=0.45A。
(4)灯丝阻值R=U2额/P=484Ω。
【例2】(2026 四川自贡中考)小明家中有某型号的电热水器,其铭牌如图所示。关闭家中其他用电器,只保留该电热水器正常工作,经过一段时间t ,电能表示数从768.2kWh变为769.6kWh。已知电费单价为元/(kWh),导线电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
品名:电热水器
型号:***
额定电压:220 V
额定功率:2000 W
A.电热水器额定电流为10A
B.电热水器电热丝的电阻为24.2Ω
C.电热水器正常工作的这段时间t为45min
D.小明通过电能表示数计算出需缴电费7元
【变式2-1】(25-26•九年级下·广西玉林•期末)若用电器的实际电压高于额定电压,用电器的实际功率偏_____,可能被损坏;若用电器的实际电压低于额定电压,用电器的实际功率偏_____,用电器不能正常工作。如图所示,是一款稳压器,它可以给用电器提供_____的电压。
【变式2-2】(25-26九年级上·辽宁沈阳皇姑区·期末)规格分别为“220V 40W”、“36V 40W”、“110V 40W”的三盏电灯,均在各自额定电压下正常工作。下列说法正确的是( )
A. 三盏电灯的实际功率一样大 B. 三盏电灯的额定电压一样大
C. 三盏电灯实际电压一样大 D. 三盏电灯的亮度不一样亮
【变式2-3】某灯泡标有“12V 6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),试求:
(1)灯泡的额定电流为多少?
(2)灯泡的电阻为多大?
(3)将该灯泡接入到6V的电路中,灯泡的实际功率多大?
【知识点3 用电能表和秒表测量电功率】
1.实验原理:P=
2.实验器材: 和 。
3.实验方法:
(1)利用电能表测用电器消耗的电能W。
(2)用停表测对应的时间t。
(3)利用公式P=W/t计算。
例如:一天,小亮让电热水器单独工作3 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了100 r,热水器的实际功率为多少?
用电器消耗的电能:
W = 100/1000kW·h =0.1kW·h= 3.6X105J
工作时间:t=0.05h=180s
实际功率:
P=W/t=3.6X105J/180s=2000W。
【例3】(25-26九年级上·江苏泰州·期中)为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W;
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W;
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( )
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器 D.小明在计数中存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 (选“课本/小明”)的方案更合理。
【变式3-1】(2025·河北石家庄·模拟预测)小明家使用的电能表如下图所示,小明想用该电表测量家用空调(“220V 2200W”)的实际电功率,于是,小明只让空调工作,发现电能表的指示灯12min闪烁400次,则空调的实际功率为 W;小明发现所测量的电功率与空调的额定功率差异较大,请分析造成这种现象的原因是 。
【变式3-2】小夏一家假期外出旅游,家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作,其实际功率分别为5W和15W。出发和回家时,电能表示数如图所示,这段时间内小夏家消耗电能_______,小夏一家外出_____h。(电路其它元件损耗电能不计)
【知识点4 用伏安法测量电功率】
1.实验原理:
2.实验电路图:
3.实验步骤:
①按电路图连接实物,开关断开,滑动变阻器滑片移至 处;
②闭合开关,移动滑片,使小灯泡两端电压为额定电压,记录电压、电流值,观察亮度;
③调节滑片,使电压低于、高于额定电压(略高,不超过1.2倍额定电压),分别记录数据,观察亮度。
4.实验表格:
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2
3
5.实验结论:
灯泡的亮度取决于灯泡 的大小,小灯泡实际电功率越 ,小灯泡越 ;
【例4】(2026四川遂宁中考)在调查家用电器的实践活动中,王宇发现他家的电饭锅铭牌中的功率标识已模糊不清。他想通过测量电阻来计算电饭锅正常加热时的功率,于是设计了以下测量方案。
(1)图甲为电饭锅的简化电路,当温控开关和电源开关均闭合时,电饭锅处于_______状态(选填“加热”或“保温”);
(2)王宇了解到温控开关在80℃以下时为闭合状态。他从家庭实验箱里选择实验电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线。将以上元件与电饭锅电源接口连接,如图乙所示。请用笔画线代替导线,将图乙电路补充完整(要求:滑片向右移动时电流表示数变小);
(3)闭合图乙电路开关前应将滑动变阻器滑片调到最_______端,保护电路;
(4)闭合图甲电饭锅电源开关和图乙电路开关,开始测量:
第1次测量时调节滑动变阻器滑片,电流表指针所在位置如图丙所示,_______A;再调节滑动变阻器滑片,多次测量得到下表数据。
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/
1
4
2
5.5
0.14
39
3
6.5
0.16
41
(5)根据三次测量数据计算,_______,该电饭锅接入家庭电路正常加热时的功率为_______W;
他与老师交流时,老师指出这种方法计算出的电功率与实际值偏差较大。因为没有考虑温度对电阻的影响。
【变式4-1】(25-26九年级上·湖南娄底新化县·期末)小明和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用的灯泡的额定电压为2.5V,电源电压6V保持不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路,要求滑片P向左移动时电流表示数变小;
(3)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(4)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片P到某处时,电压表如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)将所测数据绘制成如图丙所示的I-U图像。由图像可知:此小灯泡的额定功率是 W;
【变式4-2】如图甲所示为测量小灯泡L功率的电路图,小灯泡L的额定电压为2.5V,电源电压恒为3V。实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于________状态;
(2)连接完电路后,闭合开关S,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数始终为零,电压表示数始终为3V。假定电路中只有一处故障,则产生这一现象的原因可能是( );
A.灯泡短路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时流过灯泡的电流是________A,小灯泡的额定功率为________W;
(4)如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,应该把滑动变阻器的滑片向________滑动(选填“左”、“右”);
(5)根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像,如图丙所示。当电压表示数增大时,灯丝温度会发生变化,灯丝电阻将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
【知识点5 电功率多挡位问题】
分析下列电路,完成下列问题:(注意本题档位为高温和低温两档)
1.如图:当S闭合、S1断开时,电阻 连入电路,电饭锅处于 挡;当S、S1均闭合时,电阻 被短路,电饭锅处 挡。
2.如图:当S闭合、S1断开时,电饭锅处于 挡,当S、S1均闭合时,电饭锅处于 挡。
3.如图:当S接b时为 挡,当S接a时为 挡。
【例5】(2026河南中考)某煮茶器的额定电压为,有“加热”和“保温”两个挡位,额定功率分别为、,其电路简图如图所示,两电热丝的电阻分别为、。当开关闭合、断开时,煮茶器处于___________挡位,正常工作时电路中的电流为___________。当开关、均闭合时,煮茶器正常工作,消耗的电能为___________。
【变式5-1】(2026重庆中考)家用电饭煲的“低糖饭”功能越来越受到人们的青睐,其工作过程包含“煮沸—沥汤—蒸熟—保温”四个阶段,其中沥汤阶段靠重力完成,不消耗电能。某电饭煲内部简化电路如图甲所示,R1、R2为加热电阻丝(R1>R2),S为总开关,S1、S2为挡位自动切换开关,正常工作时煮“低糖饭”过程中加热电功率随时间变化关系如图乙所示。求:
(1)蒸熟阶段的电流;
(2)煮沸阶段产生的热量;
(3)电阻丝R1的阻值。
【变式5-2】(2026黑龙江中考)某养生壶内部电路如图,其中和为电热丝,S是电源开关,是温控开关(水温达到100℃时,温控开关断开,切换为保温状态)。该养生壶的部分参数如表。求:
xx养生壶
额定电压
220 V
电源频率
50 Hz
加热功率
1100 W
保温功率
44 W
(1)的电阻;
(2)当S和均闭合时,的电功率;
(3)养生壶在加热状态下工作5 min消耗的电能。
【变式5-3】(25-26•九年级下·广西南宁•期末)某电热水壶的简化电路如图所示,、为电热丝。忽略电线、开关、节点的电阻,当开关S闭合后,若再闭合开关,电热丝中的电流________(选填“会”或“不会”)发生变化;当开关S闭合、________(选填“断开”或“闭合”)时,电热水壶处于高温挡。
模块三 课后作业
一、填空题
1.某人在翻阅家里的《新华字典》时,发现其中有如图所示的“瓩”,念两个音“千瓦”。它是电学里的物理量__________(选填“电功”或“电功率”)的单位,该物理量是表示电流做功__________(选填“快慢”或“多少”)的物理量。
2.如图所示是家庭电子式电能表的表盘。该电能表允许通过的最大电流是_____,允许接入的最大电功率是 ____ 。
3.某导体上标有“3V 9W”字样,若该导体两端电压为2伏,则该导体的额定功率为___ W,实际功率为___ W。
4.甲、乙两个电子元件的图像如图所示,将甲、乙串联在电压恒为的电路中,则甲、乙的电功率之比为__________;如果该电路通电,则甲、乙消耗的总电能为__________。
5.如图所示,把额定电压都为2.5V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后,移动滑动变阻器滑片的位置,当小灯泡和LED都正常发光时,测得通过小灯泡和LED灯的电流分别是0.3A和0.12A,小灯泡的额定功率是_____W、LED灯的额定功率是_____W。发现两灯的亮度相同,则_____灯更节能。
6.小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率,测量过程中电路电压稳定,他关闭家中其他用电器,只使用电水壶烧水,发现电水壶工作1min,电能表转盘转过60r,则烧水过程中该电水壶的实际功率为____W。
二、单选题
7.一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW·h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1500W的,也就是1.5kW,这个厂节省的电力可以开动1000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念,这两个概念是电能和( )
A.电流 B.电阻 C.电功率 D.电功
8.下列家用电器中,正常工作一小时耗电接近的是( )
A.挂壁式空调 B.电扇 C.电视机 D.台灯
9.如表所示为某品牌空调室外机的铭牌,当空调正常工作时,下列说法中正确的是( )
额定电压
220V
额定频率
50Hz
制冷/制热额定功率
800/900W
最大输入功率
970W
A.空调制热时比制冷时消耗的电能多 B.空调制冷时每小时耗电为800kW·h
C.室外机消耗的电能最大可达970W D.空调制热时比制冷时电流做功更快
10.关于电功率,下列说法正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越多
B.电功率越大,电流做功越快
C.电功率越大,用电器消耗的电能越多
D.电功率越大,用电器工作时间越短
11.下列四只灯泡,各自在额定电压下正常发光,其中最亮的是( )
A.“220 V 25 W” B.“220 V 100 W”
C.“110 V 110 W” D.“36 V 40 W”
12.小明在网上看到一款家用电饭锅。在浏览商品详情时,他仔细观察了下图所示的铭牌,发现这款电饭锅在家中无法使用。他的判断根据是这款电饭锅的( )
A.额定电压 B.额定功率 C.额定频率 D.额定容量
13.如图所示为某电饭锅的简化电路图,有加热和保温两挡,下列说法正确的是( )
A.开关断开时,只有电阻接入电路 B.开关断开时,电阻与并联
C.开关闭合时为加热状态 D.开关闭合时为保温状态
三、实验题
14.小星在测量额定电压为2.5V,额定电流为0.3A的小灯泡在不同电压下的电功率的实验,电源电压为6V。
(1)实验原理:_____________________。
(2)现有三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑动变阻器,该实验中应选用规格为__________________的滑动变阻器。
(3)闭合开关前,应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于最______________(选填“左”或“右”)端。
(4)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 。
A.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 B.检查电路是否断路
(5)检查电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时,与小灯泡并联的电压表的示数如图乙所示,与小灯泡串联的电流表的示数如图丙所示,则电压表的示数为_____V,电流表的示数为_____A,此时所测量的小灯泡的电功率为______W。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“左”或“右”)移动。
(6)改变小灯泡两端的电压由低到高做了多次实验,并记录了各次的电压值和电流值。根据这些数据绘制了小灯泡的I-U图像,发现图像不是直线,主要原因是_______。
(7)实验中小星分别测出小灯泡两端的电压为1.5 V、2 V、2.5 V,观察小灯泡的亮暗情况,并记录三种情况下小灯泡的电流值,计算出相应的实际功率。他为了减小误差,求出了三个电功率的平均值。请你指出小星在实验中的不足之处:①_________________________;②_________________________。
(8)小星调节滑动变阻器测出多组数据,绘出了小灯泡电压与电流关系的图像如图所示,则有关此小灯泡功率P的图像正确的是 。
A. B. C.
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17.2 电流做功的快慢
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(5个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
家中选购灯泡时,会考虑需要多少瓦的灯泡。家里的用电器,都会标有“瓦数”。这里“瓦”的含义是什么呢?
本节我们将学习与电功率相关的内容。
知识归纳
【知识点1 电功率概念、单位和公式】
1.定义:
电流做的功与通电时间之比。
2.物理意义:
表示电流做功快慢。
3.单位:
(1)国际单位:瓦特(W),简称“瓦”。
(2)常用单位:兆瓦(MW)、千瓦(kW)。
(3)换算: 1Mw=1000KW 1 KW=1000W
4.公式:
(1)基本公式: ① P=UI ② P=W/t(适用于所有电路)
(2)推导公式:(适用于纯电阻电路)
③ P= I2R 常用在串联电路;
④ P= U2/R 常用在并联电路;
5.了解常见用电器的大约功率:
【例1】(25-26九年级上·北京海淀区·期末)关于电功和电功率,下列说法正确的是( )
A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量
B. 电流通过用电器做功的时间越长,电功率越小
C. 用电器的电功率越大,电流通过用电器做功越多
D. 电流通过用电器做功的过程就是电能转化为内能的过程
【答案】A
【详解】A.电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量,也是表示电流做功快慢的物理量,故A正确;
B.由可知,电流通过用电器做功的时间越长,电流做功的大小未知,电功率不一定越小,故B错误;
C.由公式可知,用电器做功多少与功率和时间有关,用电器的电功率越大,时间未知,做功不一定越多,故C错误;
D.电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,故D错误。
故选A。
【变式1-1】(2026 四川成都中考)对以下物理量的估测,最接近实际的是( )
A.电话手表的充电电压约为5 V
B.家用电饭锅处于煮饭状态时工作电流约为0.1 A
C.移动式节能台灯正常工作时电功率约为100 W
D.家用空调正常工作一个小时消耗的电能约为10 kWh
【答案】A
【解析】A.电话手表普遍采用USB标准充电,常规充电电压为,故A符合题意;
B.家用电饭锅煮饭功率通常为,家庭电路电压为,工作电流,故B不符合题意;
C.移动式节能台灯属于低功率电器,正常功率一般在以内,故C不符合题意;
D.家用空调功率通常为,正常工作1小时消耗电能约为,故D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】在如图所示的电路中,电源电压6V保持不变,电阻R1的阻值为20Ω。当开关S闭合时,电流表的示数为0.2A,求:
(1)通电1min,电流通过R1做的功;
(2)电路消耗的电功率。
【答案】(1)48J;(2)1.2W。
【详解】(1)电路工作1min,电流通过电阻R1做的功
W1=U1I1t= I21R1t =(0.2A)2× 20Ω× 60s=48J
(2)电路消耗的电功率P=UI=6V × 0.2A=1.2W
【变式1-3】(25-26•九年级下·山东济宁•期末)有两个电阻R1=10Ω,R2=20Ω。
(1)第一次把它们串联在电压为6V的电源上,求电流分别通过R1、R2的功率。
(2)第二次把它们并联在电压为6V的电源上,求电流分别通过R1、R2的功率。
【答案】(1)电流通过R1的功率为 0.4W,电流通过R2的功率为0.8W
(2)电流通过R1的功率为 3.6W,电流通过R2的功率为1.8W
【详解】(1)串联时,电源电压为U=6V,R1=10Ω,R2=20Ω,则根据串联电路电阻的特点可知,此时电路总电阻 R总=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω
此时电路中电流
则电流通过R1的功率为
电流通过R2的功率为
(2)并联时,电源电压为U=6 V,R1=10Ω,R2=20Ω,根据并联电路电压的特点可知,并联时各电阻两端电压相同,为6V,电流通过R1的功率为
电流通过R2的功率为
【知识点2 额定功率和实际功率】
1.额定电压和额定功率:
(1)额定电压:用电器正常工作时的电压,常用U额表示。
(2)额定功率:用电器在额定电压下的功率,常用P额表示。
2.实际电压和实际功率:
(1)实际电压:用电器实际工作时的电压,常用U实表示。
(2)实际功率:用电器在实际电压下的功率,常用P实表示。
3.灯泡实际功率和额定功率的关系:
(1)当U实 =U额时,P实=P额 正常工作。
(2)当U实<U额 时,P实<P额 发光较暗。
(3)当U实> U额 时,P实>P 额 发光很亮(会烧坏)。
4.已知“额定电压和额定功率”可以求出什么?
例如 一个“PZ220-100”的灯泡正常发光,则可以求出:
(1)灯泡两端实际电压为:220V。
(2)灯泡的实际功率为:100W。
(3)额定电流:I=P/U=0.45A。
(4)灯丝阻值R=U2额/P=484Ω。
【例2】(2026 四川自贡中考)小明家中有某型号的电热水器,其铭牌如图所示。关闭家中其他用电器,只保留该电热水器正常工作,经过一段时间t ,电能表示数从768.2kWh变为769.6kWh。已知电费单价为元/(kWh),导线电阻忽略不计。下列说法正确的是( )
品名:电热水器
型号:***
额定电压:220 V
额定功率:2000 W
A.电热水器额定电流为10A
B.电热水器电热丝的电阻为24.2Ω
C.电热水器正常工作的这段时间t为45min
D.小明通过电能表示数计算出需缴电费7元
【答案】B
【解析】A.由电功率公式P=UI变形可得电热水器的额定电流,故A错误;
B.由电功率公式变形可得,故B正确;
C.电热水器消耗的电能W=769.6kWh-768.2kWh=1.4kWh
由公式W=Pt变形可得工作时间,故C错误;
D.需缴电费元/(kWh)×1.4kWh=0.7元,故D错误。
故选B。
【变式2-1】(25-26•九年级下·广西玉林•期末)若用电器的实际电压高于额定电压,用电器的实际功率偏_____,可能被损坏;若用电器的实际电压低于额定电压,用电器的实际功率偏_____,用电器不能正常工作。如图所示,是一款稳压器,它可以给用电器提供_____的电压。
【答案】 高 低 稳定
【详解】根据,在电阻不变的情况下,用电器的实际电压高于额定电压,实际功率高于额定功率;用电器的实际电压低于额定电压,实际功率低于额定功率;稳压器的主要功能是稳定输出电压,故它可以给用电器提供稳定电压。
【变式2-2】(25-26九年级上·辽宁沈阳皇姑区·期末)规格分别为“220V 40W”、“36V 40W”、“110V 40W”的三盏电灯,均在各自额定电压下正常工作。下列说法正确的是( )
A. 三盏电灯的实际功率一样大 B. 三盏电灯的额定电压一样大
C. 三盏电灯实际电压一样大 D. 三盏电灯的亮度不一样亮
【答案】A
【详解】A.规格分别为“220V 40W”、“36V 40W”、“110V 40W”的三盏电灯,均在各自的额定电压下正常工作,则三盏电灯实际电压等于各自的额定电压,三盏电灯的实际功率都等于各自的额定功率,三盏电灯的额定功率相同均为40W,所以三盏电灯的实际功率一样大,故A正确;
B.铭牌上标有的电压值是三盏电灯的额定电压,额定电压值不同,所以三盏电灯的额定电压不一样大,故B错误;
C.三盏电灯均在各自的额定电压下正常工作,三盏电灯的实际电压等于各自的额定电压,三盏电灯的额定电压不一样大,所以三盏电灯实际电压不一样大,故C错误;
D.灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定,三盏电灯的实际功率一样大,所以三盏电灯的亮度一样亮,故D错误。
故选A。
【变式2-3】某灯泡标有“12V 6W”字样(不考虑温度对灯丝电阻的影响),试求:
(1)灯泡的额定电流为多少?
(2)灯泡的电阻为多大?
(3)将该灯泡接入到6V的电路中,灯泡的实际功率多大?
【答案】(1)0.5A;(2)24Ω;(3)1.5W
【详解】(1)由P=UI可知,灯泡的额定电流
I额===0.5A
(2)灯泡的电阻 R===24Ω
(3)灯泡的实际功率 P实===1.5W
【知识点3 用电能表和秒表测量电功率】
1.实验原理:P=W/t
2.实验器材:电能表和秒表。
3.实验方法:
(1)利用电能表测用电器消耗的电能W。
(2)用停表测对应的时间t。
(3)利用公式P=W/t计算。
例如:一天,小亮让电热水器单独工作3 min,测得家中如图所示的电能表的转盘转了100 r,热水器的实际功率为多少?
用电器消耗的电能:
W = 100/1000kW·h =0.1kW·h= 3.6X105J
工作时间:t=0.05h=180s
实际功率:
P=W/t=3.6X105J/180s=2000W。
【例3】(25-26九年级上·江苏泰州·期中)为估测各用电器的实际功率。
(1)小明打开客厅内的一盏节能灯,节能灯正常发光。接着找到了他家的电能表,如图所示,由此可知小明家中的用电器的总功率最大不能超过 W;
(2)他以指示灯某一次闪烁开始计时计数,发现1min内电能表指示灯闪烁了50次,根据数据可算出小明家电路中电流做功的功率为 W;
(3)小明感到结果与普通节能灯的功率明显不符,其原因最可能是( )
A.小明家的节能灯比较特殊,功率很大 B.小明在时间测量中存在一定的误差
C.小明没有关闭其他的用电器 D.小明在计数中存在错误
(4)小明解决了研究中存在的问题后,再次回到电能表前,仍以指示灯某一次闪烁开始计时,计时1min,电能表指示灯还未闪烁,至此仍无法计算节能灯电功率。于是他翻开课本,发现课本中原方案是:测量3min内电能表指示灯闪烁的次数,计算出节能灯的电功率;而小明结合实际情况,经过思考提出他的方案:测量电能表指示灯闪烁3次所用时间,计算出节能灯的电功率。针对此次测量你认为 (选“课本/小明”)的方案更合理。
【答案】(1)8800
(2)1000
(3)C
(4)小明
【详解】(1)小明家中的用电器的总功率最大为
(2)消耗的电能为
则电流做功的功率为
(3)A.节能灯的功率大约十几瓦,节能灯的目的是节能,如果功率很大,无法做到节能,故A不符合题意;
B.如果小明在时间测量中存在一定的误差,则计算出的功率相差较小,不会非常大,如果相差非常大,是时间测量上的错误,不能称为误差,故B不符合题意;
C.此时计算出的结果为1000W,相差很大,所以据实际情况分析可知,很可能是由于在测量时小明没有关闭其它的用电器造成的,故C符合题意;
D.如果计数错误,则计算出的功率相差较小,不会非常大,故D不符合题意。
故选C。
(4)据实际情况可知,若是节能灯的功率很小,即使是工作3min,所消耗的电能仍然是很少的,所以也有可能闪烁不了几次,故不好记录;故若测量电能表指示灯闪烁3次所用时间是比较好记录的,所以据此方法计算出节能灯的电功率更合理,故小明的方案更合理。
【变式3-1】(2025·河北石家庄·模拟预测)小明家使用的电能表如下图所示,小明想用该电表测量家用空调(“220V 2200W”)的实际电功率,于是,小明只让空调工作,发现电能表的指示灯12min闪烁400次,则空调的实际功率为 W;小明发现所测量的电功率与空调的额定功率差异较大,请分析造成这种现象的原因是 。
【答案】 1250 电压不稳定,实际电压低于额定电压
【详解】[1]根据电能表参数可知
电能表闪烁400次,可以求出空调这段时间消耗的电能为
空调工作时间为
所以可以求出空调的电功率为
[2]当电压为额定电压220V时,空调在额定功率2200W下正常工作,现在功率不等于额定功率,原因是:电压不稳定,实际电压低于额定电压。
【变式3-2】小夏一家假期外出旅游,家中只有一个网络摄像头和一个路由器在工作,其实际功率分别为5W和15W。出发和回家时,电能表示数如图所示,这段时间内小夏家消耗电能_______,小夏一家外出_____h。(电路其它元件损耗电能不计)
【答案】4.8,240。
【详解】由题意可知,电路中消耗的电能为
W=2023.6 kW·h-2018.8 kW·h=4.8 kW·h
两用电器的总电功率为P=5W+15W=20W=0.02kW
根据P=可得,两用电器所用的时间为
t===240h
即为小夏一家外出的时间。
【知识点4 用伏安法测量电功率】
1.实验原理:P=UI
2.实验电路图:
3.实验步骤:
①按电路图连接实物,开关断开,滑动变阻器滑片移至阻值最大处;
②闭合开关,移动滑片,使小灯泡两端电压为额定电压,记录电压、电流值,观察亮度;
③调节滑片,使电压低于、高于额定电压(略高,不超过1.2倍额定电压),分别记录数据,观察亮度。
4.实验表格:
实验次数
电压U/V
电流I/A
电功率P/W
灯泡发光情况
1
2
3
5.实验结论:
灯泡的亮度取决于灯泡实际电功率的大小,小灯泡实际电功率越大,小灯泡越亮;
【例4】(2026四川遂宁中考)在调查家用电器的实践活动中,王宇发现他家的电饭锅铭牌中的功率标识已模糊不清。他想通过测量电阻来计算电饭锅正常加热时的功率,于是设计了以下测量方案。
(1)图甲为电饭锅的简化电路,当温控开关和电源开关均闭合时,电饭锅处于_______状态(选填“加热”或“保温”);
(2)王宇了解到温控开关在80℃以下时为闭合状态。他从家庭实验箱里选择实验电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线。将以上元件与电饭锅电源接口连接,如图乙所示。请用笔画线代替导线,将图乙电路补充完整(要求:滑片向右移动时电流表示数变小);
(3)闭合图乙电路开关前应将滑动变阻器滑片调到最_______端,保护电路;
(4)闭合图甲电饭锅电源开关和图乙电路开关,开始测量:
第1次测量时调节滑动变阻器滑片,电流表指针所在位置如图丙所示,_______A;再调节滑动变阻器滑片,多次测量得到下表数据。
实验次数
电压/V
电流/A
电阻/
1
4
2
5.5
0.14
39
3
6.5
0.16
41
(5)根据三次测量数据计算,_______,该电饭锅接入家庭电路正常加热时的功率为_______W;
他与老师交流时,老师指出这种方法计算出的电功率与实际值偏差较大。因为没有考虑温度对电阻的影响。
【答案】(1)加热 (2) (3)右 (4)0.1 (5) /
【解析】(1)如图甲所示,当电源开关闭合,温控开关断开时,两个电阻串联,总电阻等于两个电阻之和;当温控开关和电源开关均闭合时,电阻被短路,只有电阻接入电路;电源电压不变,由可得,此时电路的电阻较小,电功率较大为加热挡。
(2)电路要求滑片向右移动时电流表示数变小,根据可知,电源电压不变,电路中的总电阻应变大,则滑片向右移时滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据滑动变阻器的使用方法可知,滑动变阻器下端接线柱选择左边接线柱接入电路;再将电流表与滑动变阻器串联接入电路即可。
(3)为了保护电路,开关闭合前滑动变阻器的滑片应移动到最大阻值处,即移到最右端。
(4)如图丙所示,电流表的测量范围为,分度值为,读数为。
(5)闭合图甲电饭锅电源开关和图乙电路开关,在常温状态下,温控开关处于闭合的状态,此时电阻和滑动变阻器串联接入电路,电流表测通过电路的电流,电压表测电阻两端的电压;根据欧姆定律及实验数据表格可知,第一次实验时测得的电阻阻值为
根据实验数据,最终测量计算出的电阻的平均值为
该电饭锅接入家庭电路正常加热时只有R2工作,由可得,该电饭锅接入家庭电路正常加热时的功率为
【变式4-1】(25-26九年级上·湖南娄底新化县·期末)小明和同学们在“测量小灯泡的电功率”的实验中,所用的灯泡的额定电压为2.5V,电源电压6V保持不变,滑动变阻器规格为“30Ω 1A”。
(1)该实验的实验原理是 ;
(2)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成完整的电路,要求滑片P向左移动时电流表示数变小;
(3)连接电路后,闭合开关,小灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路故障可能是小灯泡 (选填“短路”或“断路”);
(4)改正错误后,移动滑动变阻器的滑片P到某处时,电压表如图乙所示,要使小灯泡正常发光,应将滑动变阻器的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动;
(5)将所测数据绘制成如图丙所示的I-U图像。由图像可知:此小灯泡的额定功率是 W;
【答案】(1) (2) (3)断路 (4)右 (5)0.625
【详解】(1)小问详解:
本实验用电压表测灯泡电压、电流表测灯泡电流,实验原理为。
(2)小问详解:
电压表需要并联在小灯泡两端,灯泡额定电压为2.5V,因此选择0~3V量程,电压表“3”接线柱与小灯泡右接线柱连接;滑片左移时电流变小,说明左移滑动变阻器接入电阻需要变大,因此滑动变阻器右下接线柱接与小灯泡右接线柱连接,据此作图。
(3)小问详解:
电流表无示数,说明电路发生断路;电压表有示数,说明电压表两端可以连通到电源正负极,因此故障为小灯泡断路。
(4)小问详解:
图乙电压表选0~3V量程,分度值0.1V,读数为1.2V,小于灯泡额定电压2.5V;根据串联分压规律,要增大灯泡两端电压,需要减小滑动变阻器接入的电阻,因此滑片向右移动。
(5)小问详解:
由丙图I-U图像可知,灯泡电压为额定电压2.5V时,对应的电流为0.25A,因此额定功率。
【变式4-2】如图甲所示为测量小灯泡L功率的电路图,小灯泡L的额定电压为2.5V,电源电压恒为3V。实验中:
(1)在连接电路时,开关S应处于________状态;
(2)连接完电路后,闭合开关S,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电流表示数始终为零,电压表示数始终为3V。假定电路中只有一处故障,则产生这一现象的原因可能是( );
A.灯泡短路 B.灯泡断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
(3)排除故障后,继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,则此时流过灯泡的电流是________A,小灯泡的额定功率为________W;
(4)如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,应该把滑动变阻器的滑片向________滑动(选填“左”、“右”);
(5)根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像,如图丙所示。当电压表示数增大时,灯丝温度会发生变化,灯丝电阻将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
【答案】①断开;②B;③0.24;④0.6;⑤左;⑥A。
【解析】(1)[1]为保护电路,在连接电路时,开关S应处于断开状态。
(2)[2]电流表示数始终为零,电压表示数始终为3V,说明电路出现断路。电压表与小灯泡并联,小灯泡断路,故ACD不符合题意,故B符合题意。故选B。
(3)[3]排除故障后,继续实验,当电压表示数为2.5V时,电流表示数如图乙所示,电流表选用0~0.6A,分度值为0.02A,则此时电流表的读数为0.24A,即流过灯泡的电流是0.24A。
[4]小灯泡的额定功率为
(4)[5]由图知,灯泡与滑动变阻器串联接入电路,如果要使灯泡两端电压由2.5V调到2V,根据串联分压原理,应该把滑动变阻器的滑片向左滑动,使滑动变阻器接入电路阻值变大,分得电压变大,从而使灯泡两端电压由2.5V调到2V。
(5)[6]根据实验数据绘制出小灯泡的电流I与电压U的关系图像,如图丙所示。随灯泡两端电压的增大,通过灯泡的电流也增大,但电流增加的越来越慢,根据欧姆定律得,当电压表示数增大时,灯丝温度会发生变化,灯丝电阻将变大,故BCD不符合题意;故A符合题意。故选A。
【知识点5 电功率多挡位问题】
分析下列电路,完成下列问题:(注意本题档位为高温和低温两档)
1.如图:当S闭合、S1断开时,电阻R1和R2串联连入电路,电饭锅处于低温挡;当S、S1均闭合时,电阻R2被短路,电饭锅处高温挡。
2.如图:当S闭合、S1断开时,电饭锅处于低温挡,当S、S1均闭合时,电饭锅处于高温挡。
3.如图:当S接b时为高温挡,当S接a时为低温挡。
【例5】(2026河南中考)某煮茶器的额定电压为,有“加热”和“保温”两个挡位,额定功率分别为、,其电路简图如图所示,两电热丝的电阻分别为、。当开关闭合、断开时,煮茶器处于___________挡位,正常工作时电路中的电流为___________。当开关、均闭合时,煮茶器正常工作,消耗的电能为___________。
【答案】 保温 0.5
【解析】根据,当开关闭合、断开时,只有接入电路,电阻较大,功率较小,所以是保温挡;当开关、均闭合时,和并联接入电路,电阻较小,功率较大,所以是加热挡。
处于保温状态下正常工作时电路中的电流为
加热过程中消耗的电能
【变式5-1】(2026重庆中考)家用电饭煲的“低糖饭”功能越来越受到人们的青睐,其工作过程包含“煮沸—沥汤—蒸熟—保温”四个阶段,其中沥汤阶段靠重力完成,不消耗电能。某电饭煲内部简化电路如图甲所示,R1、R2为加热电阻丝(R1>R2),S为总开关,S1、S2为挡位自动切换开关,正常工作时煮“低糖饭”过程中加热电功率随时间变化关系如图乙所示。求:
(1)蒸熟阶段的电流;
(2)煮沸阶段产生的热量;
(3)电阻丝R1的阻值。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)根据电功率公式 ,可得蒸熟阶段的电流
(2)煮沸阶段产生的热量
(3)因为 ,电源电压 一定,根据 可知, 的电功率 小于 的电功率 ;又因为并联电路总功率等于各支路功率之和,所以煮沸时 、 同时工作,蒸熟时只有 工作,则 的电功率
根据 ,电阻丝 的阻值
【变式5-2】(2026黑龙江中考)某养生壶内部电路如图,其中和为电热丝,S是电源开关,是温控开关(水温达到100℃时,温控开关断开,切换为保温状态)。该养生壶的部分参数如表。求:
xx养生壶
额定电压
220 V
电源频率
50 Hz
加热功率
1100 W
保温功率
44 W
(1)的电阻;
(2)当S和均闭合时,的电功率;
(3)养生壶在加热状态下工作5 min消耗的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)仅闭合开关S时,电热丝接入为保温挡,由可知,故R1阻值为
(2)当与均闭合时,电热丝和电热丝并联,由可知,此时处于加热挡。则电热丝的电功率为
(3)由可得,养生壶消耗的电能为
【变式5-3】(25-26•九年级下·广西南宁•期末)某电热水壶的简化电路如图所示,、为电热丝。忽略电线、开关、节点的电阻,当开关S闭合后,若再闭合开关,电热丝中的电流________(选填“会”或“不会”)发生变化;当开关S闭合、________(选填“断开”或“闭合”)时,电热水壶处于高温挡。
【答案】 不变 闭合
【详解】[1]当开关S闭合,断开,电路为的简单电路,根据欧姆定律,此时电路中的电流
若再闭合开关,与并联,并联电路各支路电压相等,此时两端电压仍为U,根据欧姆定律可知,当导体两端电压和电阻不变时,通过导体的电流不变,因此闭合前后,电热丝的电流不变。
[2]电热水壶的功率,电源电压U不变,总电阻越小,功率越大,S闭合、闭合时,与并联,电路中总电阻最小,功率最大,处于高温挡。
模块三 课后作业
一、填空题
1.某人在翻阅家里的《新华字典》时,发现其中有如图所示的“瓩”,念两个音“千瓦”。它是电学里的物理量__________(选填“电功”或“电功率”)的单位,该物理量是表示电流做功__________(选填“快慢”或“多少”)的物理量。
【答案】 电功率 快慢
【详解】[1]“瓩”读作“千瓦”(kW),而千瓦是电学中“电功率”的常用单位。
[2]在物理学中,电功率是用来表示消耗电能快慢(即电流做功快慢)的物理量。一个用电器的电功率越大,说明它在单位时间内做的功越多,也就是电流做功越快。
2.如图所示是家庭电子式电能表的表盘。该电能表允许通过的最大电流是_____,允许接入的最大电功率是 ____ 。
【答案】 40A 8800W
【详解】由图中铭牌可知,该电能表允许通过的最大电流是40A,允许接入的最大电功率是
3.某导体上标有“3V 9W”字样,若该导体两端电压为2伏,则该导体的额定功率为___ W,实际功率为___ W。
【答案】 9 4
【详解】额定功率是指用电器在额定电压下正常工作时的功率,因此若该导体两端电压为2伏,则该导体的额定功率将不变,仍为9W;
导体的电阻为
导体的实际功率为
4.甲、乙两个电子元件的图像如图所示,将甲、乙串联在电压恒为的电路中,则甲、乙的电功率之比为__________;如果该电路通电,则甲、乙消耗的总电能为__________。
【答案】 540
【详解】[1][2]由图可知,当电流时,甲的电压,乙的电压,两电子元件串联,则电源电压,刚好等于题中电路电压,故甲、乙串联在的电路中时,它们消耗的电功率之比;该电路通电消耗的总电能。
5.如图所示,把额定电压都为2.5V的小灯泡和LED灯并联在电路中。闭合开关后,移动滑动变阻器滑片的位置,当小灯泡和LED都正常发光时,测得通过小灯泡和LED灯的电流分别是0.3A和0.12A,小灯泡的额定功率是_____W、LED灯的额定功率是_____W。发现两灯的亮度相同,则_____灯更节能。
【答案】 0.75 0.3 LED
【详解】小灯泡和LED灯正常工作时,它们两端的电压都是额定电压,为2.5V,通过它们的电流分别是0.3A和0.12A。
所以额定功率分别是
灯泡的功能是发光,两个灯泡的亮度相同,达到的目的相同;由于LED灯的电功率更小,所以更节能。
6.小明用该电能表测量家中电水壶工作时的实际功率,测量过程中电路电压稳定,他关闭家中其他用电器,只使用电水壶烧水,发现电水壶工作1min,电能表转盘转过60r,则烧水过程中该电水壶的实际功率为____W。
【答案】1200
【详解】电能表转盘转过60r,消耗的电能为
电水壶的实际功率为
二、单选题
7.一位电视台记者在报道某工厂“淘汰落后产能、促进新旧动能转换”仅上半年就节电15000kW·h的时候,手举一只理发用的电吹风说:“这只电吹风是1500W的,也就是1.5kW,这个厂节省的电力可以开动1000个这样的电吹风。”这位记者的报道中弄混了两个重要的电学概念,这两个概念是电能和( )
A.电流 B.电阻 C.电功率 D.电功
【答案】C
【详解】是电能的单位,是电功率的单位,记者混淆了电能和电功率的概念。故选C。
8.下列家用电器中,正常工作一小时耗电接近的是( )
A.挂壁式空调 B.电扇 C.电视机 D.台灯
【答案】A
【详解】A.用电器的额定功率
挂壁式空调额定功率约为1000~2000W,接近1500W,故A符合题意;
B.电扇额定功率约为50W,远小于1500W,故B不符合题意;
C.电视机额定功率约为100~200W,远小于1500W,故C不符合题意;
D.台灯额定功率约为10~40W,远小于1500W,故D不符合题意。
故选A。
9.如表所示为某品牌空调室外机的铭牌,当空调正常工作时,下列说法中正确的是( )
额定电压
220V
额定频率
50Hz
制冷/制热额定功率
800/900W
最大输入功率
970W
A.空调制热时比制冷时消耗的电能多 B.空调制冷时每小时耗电为800kW·h
C.室外机消耗的电能最大可达970W D.空调制热时比制冷时电流做功更快
【答案】D
【详解】A.由可知,消耗电能与功率、工作时间均有关,未给出相同工作时间,无法比较制热、制冷消耗电能多少,故A错误;
B.制冷额定功率
正常工作1h消耗电能,故B错误;
C.970W是最大输入功率,功率单位为W,电能单位为J或kW·h,物理量单位不匹配,故C错误;
D.功率是表示电流做功快慢的物理量,制热额定功率制冷额定功率,所以空调制热时电流做功更快,故D正确。
故选D。
10.关于电功率,下列说法正确的是( )
A.电功率越大,电流做功越多
B.电功率越大,电流做功越快
C.电功率越大,用电器消耗的电能越多
D.电功率越大,用电器工作时间越短
【答案】B
【详解】A.电功,电流做功的多少不仅和功率P有关,还和时间t有关。如果功率大但时间很短,电流做功不一定多。故A错误;
B.电功率的物理意义就是表示电流做功的快慢,功率越大,电流做功越快。故B正确;
C.用电器消耗的电能等于电流做的功,即,消耗电能的多少同样和功率、时间都有关,功率大但时间短的话,消耗的电能不一定多。故C错误;
D.根据电功公式,得工作时间,工作时间不仅和功率有关,还和需要完成的电功或消耗的电能有关,没有说明消耗电能的多少,无法判断工作时间长短。故D错误。
故选B。
11.下列四只灯泡,各自在额定电压下正常发光,其中最亮的是( )
A.“220 V 25 W” B.“220 V 100 W”
C.“110 V 110 W” D.“36 V 40 W”
【答案】C
【详解】灯泡在额定电压下正常发光时,实际功率等于额定功率,而灯泡的亮度由实际功率决定,实际功率越大,灯泡越亮。A选项中灯泡额定功率为25W,正常发光时实际功率为25W; B选项中灯泡额定功率为100W,正常发光时实际功率为100W; C选项中灯泡额定功率为110W,正常发光时实际功率为110W; D选项中灯泡额定功率为40W,正常发光时实际功率为40W。比较可知,所以C选项的灯泡实际功率最大,因此最亮。
故选C。
12.小明在网上看到一款家用电饭锅。在浏览商品详情时,他仔细观察了下图所示的铭牌,发现这款电饭锅在家中无法使用。他的判断根据是这款电饭锅的( )
A.额定电压 B.额定功率 C.额定频率 D.额定容量
【答案】A
【详解】我国家庭电路的标准电压为,由铭牌可知该电饭锅的额定电压为,和我国家庭电路的电压不匹配,因此无法在家中正常使用,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13.如图所示为某电饭锅的简化电路图,有加热和保温两挡,下列说法正确的是( )
A.开关断开时,只有电阻接入电路 B.开关断开时,电阻与并联
C.开关闭合时为加热状态 D.开关闭合时为保温状态
【答案】C
【详解】AB.开关S断开时,、串联,并非只有接入,故A、B错误;
CD.开关S闭合,仅工作,由得,此时工作电阻小,则功率大,为加热状态,故C正确,D错误。
故选C。
三、实验题
14.小星在测量额定电压为2.5V,额定电流为0.3A的小灯泡在不同电压下的电功率的实验,电源电压为6V。
(1)实验原理:_____________________。
(2)现有三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑动变阻器,该实验中应选用规格为__________________的滑动变阻器。
(3)闭合开关前,应把图甲中滑动变阻器的滑片P置于最______________(选填“左”或“右”)端。
(4)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是 。
A.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光 B.检查电路是否断路
(5)检查电路连接正确后,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P滑动到某一位置时,与小灯泡并联的电压表的示数如图乙所示,与小灯泡串联的电流表的示数如图丙所示,则电压表的示数为_____V,电流表的示数为_____A,此时所测量的小灯泡的电功率为______W。要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向______(选填“左”或“右”)移动。
(6)改变小灯泡两端的电压由低到高做了多次实验,并记录了各次的电压值和电流值。根据这些数据绘制了小灯泡的I-U图像,发现图像不是直线,主要原因是_______。
(7)实验中小星分别测出小灯泡两端的电压为1.5 V、2 V、2.5 V,观察小灯泡的亮暗情况,并记录三种情况下小灯泡的电流值,计算出相应的实际功率。他为了减小误差,求出了三个电功率的平均值。请你指出小星在实验中的不足之处:①_________________________;②_________________________。
(8)小星调节滑动变阻器测出多组数据,绘出了小灯泡电压与电流关系的图像如图所示,则有关此小灯泡功率P的图像正确的是 。
A. B. C.
【答案】(1)
(2)50Ω 0.5A
(3)右
(4)A
(5) 1.6 0.2 0.32 左
(6)小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大
(7) 实验选取的电压值组数过少,且电压覆盖范围不合理 小灯泡的实际功率随两端电压变化而变化,对不同电压下的实际功率求平均值没有实际物理意义
(8)B
【详解】(1)测量小灯泡电功率的核心原理是通过测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,利用公式计算得到对应的电功率。
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器需要分担的电压为
此时电路电流等于灯泡额定电流0.3A,因此滑动变阻器需要接入的阻值至少为
“10Ω 1A”的滑动变阻器最大阻值不足,无法让灯泡达到额定电压;“100Ω 0.2A”的滑动变阻器允许通过的最大电流0.2A小于灯泡额定电流0.3A,会被烧坏; 因此选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器。
(3)闭合开关前,滑动变阻器要调到最大阻值处保护电路,图甲中滑动变阻器接入的是左下接线柱,滑片移到最右端时,接入电路的电阻丝长度最长,阻值最大。
(4)电流表有示数说明电路是通路,不存在断路,小灯泡不亮大概率是滑动变阻器接入阻值过大,电路电流太小导致灯泡实际功率过低,因此先移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光即可。
故选A。
(5)电压表选用0~3V量程,分度值0.1V,示数为1.6V;
电流表选用0~0.6A量程,分度值0.02A,示数为0.2A;
此时灯泡实际功率
当前灯泡电压1.6V小于额定电压2.5V,需要减小滑动变阻器接入的阻值来增大灯泡两端电压,因此滑片向左移动。
(6)灯泡两端电压升高时,通过的电流变大,灯丝温度随之升高,灯丝电阻随温度升高而变大,不是定值,因此和不成正比,图像不是直线。
(7)本实验目的是探究小灯泡在不同电压下的电功率与发光规律,仅选取1.5V、2V、2.5V三组电压,样本量不足且电压范围覆盖不全,无法全面反映小灯泡在更多工作状态下的特性,得出的规律存在偶然性,不具备普遍参考性。
小灯泡的实际功率随两端电压的变化而变化,不同电压下的电功率是独立的物理量,求平均值没有实际物理意义,该操作不符合实验目的。
(8)根据公式,小灯泡灯丝电阻随电流增大(温度升高)而变大,因此和的比值等于,会随着增大而逐渐变大,图像是向上弯曲的曲线;同理,R随电压增大而增大,图像的斜率会逐渐减小。因此符合规律的是B选项。
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